专利名称：一种太阳运动轨迹自动模拟教具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模拟教具，尤其涉及一种太阳运动轨迹自动模拟教具。
背景技术：
教学过程中，教师在向学生讲述太阳运动轨迹时要使用太阳运动轨迹模拟教具，向学生演示太阳在运动过程中高度和方向轨迹的变化。而现有的太阳运动轨迹模拟教具为位置固定的演示教具，无法演示太阳在运动过程中高度和方向轨迹的变化，演示效果不理想。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种太阳运动轨迹自动模拟教具，能够自动或手动模拟演示太阳在运动过程中高度和方向轨迹的变化，达到较好的展示效果。本实用新型采用下述技术方案一种太阳运动轨迹自动模拟教具，包括底座、安装在底座上的驱动装置，驱动装置上固定有太阳灯杆，太阳灯杆的另一端连接太阳模拟装置。所述的底座上还设置有扶手,底座下方设置有定向轮和/或万向轮。所述的太阳模拟装置包括HID高强度气体放电灯和HID镇流器。所述的驱动装置包括太阳方向角电机、太阳高度角电机和控制电路。所述的太阳方向角电机和太阳高度角电机采用直流双向电机，所述的控制电路包括方向角电机控制电路和高度角电机控制电路，方向角电机控制电路是由向东运转控制电路和向西运转控制电路并联后与第一停止按钮串联在电源两端，所述向东运转控制电路是由第一继电器线圈和第二继电器线圈并联后与第一行程开关的常开触点、第二行程开关的常闭触点组成的串联电路，第一行程开关的常开触点的两端并联有第一启动按钮，第一继电器的常开触点设置在电机电源正极与太阳方向角电机第一输入端之间，第二继电器的常开触点设置在电机电源负极与太阳方向角电机第二输入端之间；所述向西运转控制电路是由第三继电器线圈和第四继电器线圈并联后与第二行程开关的常开触点、第一行程开关的常闭触点组成的串联电路，第三继电器的常开触点设置在电机电源负极与太阳方向角电机第一输入端之间，第四继电器的常开触点设置在电机电源正极与太阳方向角电机第二输入端之间；所述高度角电机控制电路与方向角电机控制电路连接方式相同。所述方向角电机控制电路还包括第一选择开关和第二选择开关，第一停止按钮通过第一选择开关的第一静触点连接电源正极，第一选择开关的第二静触点连接第二选择开关的动触点，第一行程开关的常开触点与第二行程开关的常闭触点的中间节点连接第二选择开关的第一静触点，第二行程开关的常开触点与第一行程开关的常闭触点的中间节点连接第二选择开关的第二静触点；所述高度角电机控制电路与方向角电机控制电路连接方式相同。所述的方向角电机控制电路还包括第九、第十、第十一和第十二继电器，第九和第十继电器线圈分别并联在第一继电器线圈两端，第十一和第十二继电器分别并联在第三继电器线圈两端，第九继电器的常闭触点串联在向西运转控制电路中第一行程开关常闭触点与第三继电器线圈之间，第十继电器的常开触点并联在第一启动按钮两端，第十一继电器的常闭触点串联在向东运转控制电路中第二行程开关常开触点与第一继电器线圈之间，第十二继电器的常开触点并联在第二行程开关常开触点两端；所述高度角电机控制电路与方向角电机控制电路连接方式相同。本实用新型利用方向角电机控制电路和高度角电机控制电路分别控制太阳方向角电机和太阳高度角电机的运转，实现太阳在运动过程中高度和方向轨迹的自动或手动演示，结构简单，易于实现，增强模拟演示效果。
图1为本实用新型的结构图；图2为本实用新型中方向角电机控制电路图；图3为本实用新型中高度角电机控制电路图；图4为本实用新型中方向角电机电源控制电路图。
具体实施方式
如图1至图4所示，本实用新型包括底座1、安装在底座上的驱动装置，驱动装置上固定有太阳灯杆2，太阳灯杆2的另一端连接太阳模拟装置。为了便于移动，底座I上设置有扶手5，底座I下方设置有定向轮和/或万向轮6。太阳模拟装置采用HID高强度气体放电灯3和HID镇流器4，产生的光亮色调与太阳光比较接近，消耗功率低，可靠性高。驱动装置包括太阳方向角电机7、太阳高度角电机8和控制电路，太阳方向角电机7和太阳高度角电机8均采用直流双向电机，可通过电流输入方向的改变实现电机的正转和反转。
`[0018]所述的控制电路包括方向角电机控制电路和高度角电机控制电路，方向角电机控制电路是由向东运转控制电路和向西运转控制电路并联后与第一停止按钮S5串联在电源两端，所述向东运转控制电路是由第一继电器线圈KA1、第二继电器线圈KA2、第九继电器线圈KA9和第十继电器线圈KAlO并联后与第一行程开关的常开触点KS3-1、第二行程开关的常闭触点KS4-2组成的串联电路，第一行程开关的常开触点KS3-1的两端并联有第一启动按钮S6,第一继电器的常开触点KAl-1设置在电机电源正极与太阳方向角电机第一输入端之间，第二继电器的常开触点KA2-1设置在电机电源负极与太阳方向角电机第二输入端之间，第九继电器的常闭触点KA9-1串联在向西运转控制电路中第一行程开关常闭触点KS3-2与第三继电器线圈KA3之间，第十继电器的常开触点KA10-1并联在第一启动按钮S6两端。所述向西运转控制电路是由第三继电器线圈KA3、第四继电器线圈KA4、第i^一继电器线圈KAll和第十二继电器线圈KA12并联后与第二行程开关的常开触点KS4-1、第一行程开关的常闭触点KS3-2组成的串联电路，第三继电器的常开触点KA3-1设置在电机电源负极与太阳方向角电机第一输入端之间，第四继电器的常开触点KA4-1设置在电机电源正极与太阳方向角电机第二输入端之间，第^ 继电器的常闭触点KAll-1串联在向东运转控制电路中第二行程开关常闭触点KS4-2与第一继电器线圈KAl之间，第十二继电器的常开触点KA12-1并联在第二行程开关常开触点KS4-1两端；方向角电机控制电路还包括用于进行自动或手动模式选择的第一选择开关SI和用于进行向东运转演示或向西运转演示的第二选择开关S2，第一停止按钮S5通过第一选择开关SI的第一静触点Sl-1连接电源正极，第一选择开关SI的第二静触点S1-2连接第二选择开关S2的动触点，第一行程开关的常开触点KS3-1与第二行程开关的常闭触点KS4-2的中间节点连接第二选择开关S2的第一静触点S2-1，第二行程开关的常开触点KS4-1与第一行程开关的常闭触点KS3-2的中间节点连接第二选择开关S2的第二静触点S2-2。本实施例中，第一停止按钮S5为常闭停止按钮，第一启动按钮S6为常开启动按钮。当使用本实用新型进行太阳运行方向自动演示时，将第一选择开关Si选择为自动模式，然后按下第一启动按钮S6开始演示。此时第一选择开关SI动触点与第一静触点Sl-1闭合，向东运转控制电路导通，第九继电器线圈KA9、第十继电器线圈KA10、第一继电器线圈KAl和第二继电器线圈KA2得电开始工作，第九继电器常闭触点KA9-1断开，保证向西运转电路断开；第十继电器常开触点KA10-1闭合，保证第一启动按钮S6断开后向东运转控制电路依然导通，实现自锁；第一继电器常开触点KAl-1和第二继电器常开触点KA2-1闭合，此时方向角电机第一输入端接电机电源正极，第二输入端接电机电源负极，方向角电机7得电正向转动，带动太阳灯杆2向东摆动。当太阳灯杆2到达东止点位时将引发第二行程开关动作，第二行程开关常闭触点KS4-2断开，第二行程开关常开触点KS4-1闭合，随后第二行程开关动作后将在规定时间内恢复原状态。由于第二行程开关常闭触点KS4-2断开，第九继电器线圈KA9、第十继电器线圈KA10、第一继电器线圈KAl和第二继电器线圈KA2断电停止工作，方向角电机7停止正向转动，太阳灯杆2停止向东摆动。同时由于第二行程开关常开触点KS4-1闭合，此时向西运转控制电路导通，第十一继电器线圈KA11、第十二继电器线圈KA12、第三继电器线圈KA3和第四继电器线圈KA4得电开始工作，第十一继电器常闭触点KAll-1断开，保证向东运转电路断开；第十二继电器常开触点KA12-1闭合，保证第二行程开关常开触点KS4-1恢复断开状态后向西运转控制电路依然导通，实现自锁；第三继电器常开触点KA3-1和第二继电器常开触点KA2-1闭合,此时方向角电机7第一输入端接电机电源负极，第二输入端接电机电源正极，方向角电机7重新得电工作反向转动，带动太阳灯杆2向西摆动。当太阳灯杆2到达西止点位时将引发第一行程开关动作，第一行程开关常闭触点KS3-2断开，第一行程开关常开触点KS3-1闭合，随后第一行程开关动作后将在规定时间内恢复原状态。由于第一行程开关常闭触点KS3-2断开，第十一继电器线圈KA11、第十二继电器线圈KA12、第三继电器线圈KA3和第四继电器线圈KA4断电停止工作，方向角电机7停止反向转动，太阳灯杆2停止向西摆动。由于此时第二行程开关的常开触点KS4-1与常闭触点KS4-2均恢复原状态，向东运转电路导通，方向角电机7再次得电正向转动，带动太阳灯杆2向东摆动，如此循环演示。当需要停止演示时，只需按下第一停止按钮S5即可。使用本实用新型进行太阳运行方向手动演示时，将第一选择开关SI选择为手动模式，此时第一选择开关SI的动触点与第二静触点S1-2闭合，第二选择开关S2可选择向东运转演示或向西运转演示。选择向东运转演示时，将第二选择开关S2的动触点与第一静触点S2-1闭合，此时向东运转电路导通，方向角电机7得电正向转动，带动太阳灯杆2向东摆动，当太阳灯杆2到达东止点位时引发第二行程开关动作，太阳灯杆2停止向东摆动。选择向西运转演示时，将第二选择开关的动触点S2与第二静触点S2-2闭合，此时向西运转电路导通，方向角电机7得电反向转动，带动太阳灯杆2向西摆动，当太阳灯杆2到达西止点位时引发第一行程开关动作，太阳灯杆2停止向西摆动。所述高度角电机控制电路包括第三选择开关S7、第四选择开关S8、第二停止按钮S11、第二启动按钮S12、第三行程开关、第四行程开关、第五继电器KA5、第六继电器KA6、第七继电器KA7、第八继电器KA8、第十三继电器KA13、第十四继电器KA14、第十五继电器KA15、第十六继电器KA16,由于高度角电机控制电路的连接方式与工作原理同方向角电机控制电路完全一致，在此不再赘述。
权利要求1.一种太阳运动轨迹自动模拟教具，其特征在于包括底座、安装在底座上的驱动装置，驱动装置上固定有太阳灯杆，太阳灯杆的另一端连接太阳模拟装置。
2.根据权利要求1所述的太阳运动轨迹自动模拟教具，其特征在于所述的底座上还设置有扶手，底座下方设置有定向轮和/或万向轮。
3.根据权利要求1或2所述的太阳运动轨迹自动模拟教具，其特征在于所述的太阳模拟装置包括HID高强度气体放电灯和HID镇流器。
4.根据权利要求3所述的太阳运动轨迹自动模拟教具，其特征在于所述的驱动装置包括太阳方向角电机、太阳高度角电机和控制电路。
5.根据权利要求4所述的太阳运动轨迹自动模拟教具，其特征在于所述的太阳方向角电机和太阳高度角电机采用直流双向电机，所述的控制电路包括方向角电机控制电路和高度角电机控制电路，方向角电机控制电路是由向东运转控制电路和向西运转控制电路并联后与第一停止按钮串联在电源两端，所述向东运转控制电路是由第一继电器线圈和第二继电器线圈并联后与第一行程开关的常开触点、第二行程开关的常闭触点组成的串联电路，第一行程开关的常开触点的两端并联有第一启动按钮，第一继电器的常开触点设置在电机电源正极与太阳方向角电机第一输入端之间，第二继电器的常开触点设置在电机电源负极与太阳方向角电机第二输入端之间；所述向西运转控制电路是由第三继电器线圈和第四继电器线圈并联后与第二行程开关的常开触点、第一行程开关的常闭触点组成的串联电路，第三继电器的常开触点设置在电机电源负极与太阳方向角电机第一输入端之间，第四继电器的常开触点设置在电机电源正极与太阳方向角电机第二输入端之间；所述高度角电机控制电路与方向角电机控制电路连接方式相同。
6.根据权利要求5所述的太阳运动轨迹自动模拟教具，其特征在于所述方向角电机控制电路还包括第一选择开关和第二选择开关，第一停止按钮通过第一选择开关的第一静触点连接电源正极，第一选择开关的第二静触点连接第二选择开关的动触点，第一行程开关的常开触点与第二行程开关的常闭触点的中间节点连接第二选择开关的第一静触点，第二行程开关的常开触点与第一行程开关的常闭触点的中间节点连接第二选择开关的第二静触点；所述高度角电机控制电路与方向角电机控制电路连接方式相同。
7.根据权利要求6所述的太阳运动轨迹自动模拟教具，其特征在于所述的方向角电机控制电路还包括第九、第十、第十一和第十二继电器，第九和第十继电器线圈分别并联在第一继电器线圈两端，第十一和第十二继电器分别并联在第三继电器线圈两端，第九继电器的常闭触点串联在向西运转控制电路中第一行程开关常闭触点与第三继电器线圈之间，第十继电器的常开触点并联在第一启动按钮两端，第十一继电器的常闭触点串联在向东运转控制电路中第二行程开关常开触点与第一继电器线圈之间，第十二继电器的常开触点并联在第二行程开关常开触点两端；所述高度角电机控制电路与方向角电机控制电路连接方式相同。
专利摘要本实用新型公开了一种太阳运动轨迹自动模拟教具，包括底座、安装在底座上的驱动装置，驱动装置上固定有太阳灯杆，太阳灯杆的另一端连接太阳模拟装置。本实用新型利用方向角电机控制电路和高度角电机控制电路分别控制太阳方向角电机和太阳高度角电机的运转，实现太阳在运动过程中高度和方向轨迹的自动或手动演示，结构简单，易于实现，增强模拟演示效果。
文档编号G09B19/00GK202904939SQ20122059235
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年9月7日
发明者王 锋, 邱丽, 崔巍, 叶新娜, 宋卢郏, 李亚萌 申请人:河南领聚能源科技有限公司